(57)【要約】【課題】本願は、データ収集方法及びトンネルの検出用車両を提供し、結像検出の技術分野に属する。【解決手段】このデータ収集方法は、トンネルの検出用車両に適用される。トンネルの検出用車両は、制御装置と、何れも制御装置に電気的に接続される少なくとも１組の結像装置と、を含む。方法は、制御装置は少なくとも１組の結像装置が予定の軌跡に沿って往復運動するように制御することと、結像装置の運動方向がトンネルの検出用車両の進行方向と反対であり、且つ結像装置の運動速度の大きさとトンネルの検出用車両の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、制御装置は結像装置がトンネルの内壁の画像データを収集するように制御することと、を備える。本案によれば、収集したトンネルの内壁の画像の発生した運動によるぼけの程度を効果的に減少し、収集画像品質を確保する上に、トンネルの検出用車両の画像収集効率を向上させることができる。【選択図】図９
2019537399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と、何れも前記制御装置に電気的に接続される少なくとも１組の結像装置と、
を含むトンネルの検出用車両に適用されるデータ収集方法において、
前記制御装置は前記少なくとも１組の結像装置が予定の軌跡に沿って往復運動するよう
に制御することと、
前記結像装置の運動方向が前記トンネルの検出用車両の進行方向と反対になり、且つ前
記結像装置の運動速度の大きさと前記トンネルの検出用車両の運動速度の大きさとの差分
値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は前記結像装置がトンネルの内壁の画像デー
タを収集するように制御することと、
を備えることを特徴とするデータ収集方法。
【請求項２】
前記制御装置が前記結像装置が前記トンネルの内壁の画像データを収集するかを制御す
ることを判断する工程は、
前記制御装置は前記結像装置が予定の時間周期で前記予定の軌跡に沿って往復運動をす
るように制御することと、
前記制御装置は前記結像装置の運動時間が予定の時間帯内にあるかを判断し、「是」で
ある場合、前記結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり且つ運動
速度の大きさの差分値が予定の範囲内にあると確定し、それに応じて前記結像装置を前記
トンネルの内壁の画像データを収集するように制御し、「否」である場合、前記結像装置
が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさの差分値
が予定の範囲から外すと確定し、それに応じて前記結像装置をオフ状態にするように制御
することと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ収集方法。
【請求項３】
前記制御装置が前記結像装置が前記トンネルの内壁の画像データを収集するかを制御す
ることを判断する工程は、
前記制御装置は前記結像装置が予定の時間周期で前記予定の軌跡に沿って往復運動をす
るように制御することと、
前記制御装置は前記結像装置の運動時間が予定の時間点に等しいかを判断し、「是」で
ある場合、前記結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり且つ運動
速度の大きさの差分値が予定の範囲内にあると確定し、それに応じて前記結像装置を前記
トンネルの内壁の画像データを収集するように制御し、「否」である場合、前記結像装置
が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさの差分値
が予定の範囲から外すと確定し、それに応じて前記結像装置をオフ状態にするように制御
することと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ収集方法。
【請求項４】
前記トンネルの検出用車両は、前記結像装置の速度を検出するように配置され、前記制
御装置に電気的に接続される速度検出装置を含み、
前記制御装置が前記結像装置が前記トンネルの内壁の画像データを収集するかを制御す
ることを判断する工程は、
前記制御装置は前記速度検出装置によって前記結像装置がトンネルの検出用車両の運動
の方向と反対であり且つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内にあるかを検出し、「
是」である場合、前記結像装置を前記トンネルの内壁の画像データを収集するように制御
し、「否」である場合、前記結像装置をオフ状態にするように制御することを特徴とする
請求項１に記載のデータ収集方法。
【請求項５】
前記結像装置はｎ組であり、前記制御装置はｎ組の前記結像装置がそれぞれその対応す
る予定の軌跡に沿って往復運動するように制御し、且つｎ組の前記結像装置の運動位相に
順次に約３６０°／ｎの違いがあることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の
データ収集方法。
【請求項６】
前記結像装置は２組であり、２組の前記結像装置はそれぞれ第１の結像装置及び第２の
結像装置であり、前記制御装置は前記第１の結像装置が第１の予定の軌跡に沿って往復運
動をし、前記第２の結像装置が第２の予定の軌跡に沿って往復運動をするように制御し、
且つ前記第１の結像装置と前記第２の結像装置との運動位相の違いは約１８０°であり、
前記第１の結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり、且つ運動
速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は前記第１の結像装置が
前記トンネルの内壁の第１の画像データを収集するように制御し、前記第１の結像装置が
前記トンネルの検出用車両の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさの差分値が
予定の範囲を超える場合、前記制御装置は前記第１の結像装置をオフ状態にするように制
御し、
前記第２の結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり、且つ運動
速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は前記第２の結像装置が
前記トンネルの内壁の第２の画像データを収集するように制御し、前記第２の結像装置の
運動方向が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさ
の差分値が予定の範囲を超える場合、前記制御装置は前記第２の結像装置をオフ状態にす
るように制御することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のデータ収集方法。
【請求項７】
前記結像装置が前記トンネルの検出用車両の方向と反対であり且つ運動速度の大きさの
差分値が予定の範囲内にある時間が前記結像装置の感光時間より短くないと設定すること
を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のデータ収集方法。
【請求項８】
前記結像装置がトンネルの内壁に対して結像する過程中、取得された画像によってトン
ネルの内壁に対して隙間無しを達成し、重合度及び重合形態の指定された被覆を満たすこ
とができることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のデータ収集方法。
【請求項９】
前記結像装置往復運動を毎回するたびに、前記トンネルの内壁の画像を１回収集し、前
記結像装置の隣接する２回で収集された画像の間に重合領域があることを特徴とする請求
項８に記載のデータ収集方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載のデータ収集方法に適用されるトンネルの検出用車両
において、車本体と、前記車本体に設けられ、何れも前記制御装置に電気的に接続される
少なくとも１組の結像装置と、制御装置と、を含み、
前記制御装置は前記結像装置が予定の軌跡に沿って往復運動するように制御するように
配置され、前記結像装置が前記車本体の進行方向と反対であり且つ運動速度の大きさの差
分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は結像制御指令を前記結像装置に発信し、
前記結像装置は結像を完成し、前記結像装置が前記車本体の運動の方向と同じであり、又
は運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲から外す場合、前記制御装置は前記結像装置
をオフ状態にするように制御し、
前記結像装置は前記結像制御指令を受信した後で、前記トンネルの内壁の画像データを
収集するように配置されることを特徴とするトンネルの検出用車両。
【請求項１１】
前記車本体に何れも前記車本体の進行方向に沿って設けられる少なくとも１組の軌道が
設けられ、且つ各組の前記結像装置は１組の前記軌道に対応し、
前記制御装置は、前記結像装置が前記軌道に沿って往復運動するように制御するように
配置され、前記結像装置が前記車本体の運動の方向と反対であり、且つ運動速度の大きさ
の差分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は結像制御指令を前記結像装置に発信
し、前記結像装置は結像を完成し、前記結像装置が前記車本体の運動の方向と同じであり
、又は運動速度の大きさの差分値が予定の範囲から外す場合、前記制御装置は前記結像装
置をオフ状態にするように制御することを特徴とする請求項１０に記載のトンネルの検出
用車両。
【請求項１２】
前記結像装置は２組であり、２組の前記結像装置はそれぞれ第１の結像装置及び第２の
結像装置であり、前記軌道は第１の軌道及び第２の軌道を含み、前記第１の結像装置が前
記第１の軌道に対応し、前記第２の結像装置が前記第２の軌道に対応し、
前記制御装置は、前記第１の結像装置が前記第１の軌道に沿って往復運動するように制
御し、前記第２の結像装置が前記第２の軌道に沿って往復運動するように制御し、前記第
１の結像装置と前記第２の結像装置との運動位相の違いは約１８０°であるように配置さ
れることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のトンネルの検出用車両。
【請求項１３】
前記第１の軌道及び前記第２の軌道は前記車本体に対して前後に対称して設けられ又は
左右に対称して設けられることを特徴とする請求項１２に記載のトンネルの検出用車両。
【請求項１４】
各組の前記結像装置は、前記制御装置に電気的に接続される少なくとも１つの結像ユニ
ットと、前記結像ユニットを配置し、前記軌道に接続され、且つ前記軌道の長手方向に沿
って往復運動することのできるフレームと、を含むことを特徴とする請求項１１〜１３の
何れか１項に記載のトンネルの検出用車両。
【請求項１５】
前記フレームは円筒形であり、複数組の前記結像装置は、前記フレームの長手方向に沿
って分散して配置され、それぞれ前記フレームの周方向に沿って分散してその側壁に配置
される複数の結像ユニットを含むことを特徴とする請求項１４に記載のトンネルの検出用
車両。
【請求項１６】
前記制御装置に電気的に接続され、前記結像装置につれて共に往復運動するように、前
記結像装置につながっているレーザー測距装置を更に含み、
前記制御装置は、更に、前記結像装置が前記車本体の運動の方向と反対であり、且つ運
動速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合、測距制御指令を前記レーザー測距装
置に発信し且つ結像制御指令を前記結像装置に発信し、前記レーザー測距装置が前記測距
制御指令を受信した後で、予定の方向に沿ってレーザー束を前記トンネルの内壁に発射し
、前記トンネルの内壁にレーザー白斑を形成し、このレーザー測距装置の座標原点からト
ンネルの内壁までの距離データを収集するように配置され、
前記結像装置が前記結像制御指令を受信した後で、前記レーザー白斑付きの前記トンネ
ルの内壁の画像を同期的に収集することを特徴とする請求項１４又は１５に記載のトンネ
ルの検出用車両。
【請求項１７】
前記レーザー測距装置は、複数の前記結像ユニットに一つ一つ対応して設けられる複数
のレーザー測距ユニットを含み、且つ対応する前記レーザー測距ユニットのレーザー信号
を発射する白斑は結像領域内の設定された領域にあることを特徴とする請求項１６に記載
のトンネルの検出用車両。
【請求項１８】
前記制御装置に電気的に接続され、前記結像装置につれて共に往復運動するように、前
記結像装置につながっている構造光投射装置を更に含み、
前記構造光投射装置は、構造光を発出して予定の角度でトンネルの内壁に投射するよう
に配置され、
前記結像装置は、前記結像制御指令を受信した後で、前記構造光を有する前記トンネル
の内壁の画像を収集するように配置されることを特徴とする請求項８〜１７の何れか１項
に記載のトンネルの検出用車両。
【請求項１９】
前記車本体の底部に開口が設けられ、前記結像装置は前記開口の底部の対応する領域の
画像を収集することができることを特徴とする請求項８〜１８の何れか１項に記載のトン
ネルの検出用車両。
【請求項２０】
前記結像装置は、複数の前記結像ユニットに一つ一つ対応するように、前記フレーム又
は前記車本体に取り付けられる複数の光路変換素子を更に含んでよいことを特徴とする請
求項１３〜１５の何れか１項に記載のトンネルの検出用車両。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１７年０８月１４日に中国特許局に提交された出願第２０１７１０６９４
７６３.４号（発明の名称「データ収集方法及びトンネルの検出用車両」）の中国特許出
願の優先権を主張するものであり、引用によりその全体を本明細書に包含する。
【技術分野】
【０００２】
本願は、結像検出の技術分野に関し、具体的には、データ収集方法及びトンネルの検出
用車両に関する。
【背景技術】
【０００３】
鉄路、公道、地下鉄等の交通工事には大量のトンネル工事がある。トンネルが運用し使
用されると、漏れ、覆工のひび割れ、覆工の変状、路面の破裂等の品質問題がよくあり、
車両の通行には、隠れた安全問題がある。そのため、トンネルの運用期間中に、検出及び
健康状態評価を定期的に行わなければならない。トンネルの健康問題は、公道、鉄路、地
下鉄のメンテナンスに関連する規範に記入されている。
【０００４】
従来の方法では、検出用車両にトンネル画像を収集するための光学カメラが設けられる
。画像収集の位置に到着すると、検出用車両が止まって、光学カメラによってトンネル画
像を収集して、トンネル画像のデータ収集を完成し、更にトンネルの検出を達成する。し
かし、このような間欠的運動結像の形態では、作業効率が低く、トンネル覆工の品質に対
する高効率な検出を達成することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の目的は、収集画像品質を確保する上に、検出用車両の画像収集効率を向上させる
ことのできるデータ収集方法及びトンネルの検出用車両を提供することを含む。
【０００６】
上記目的の少なくとも１つを達成するために、本願は、下記の技術案を採用する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願は、制御装置と、何れも前記制御装置に電気的に接続される少なくとも１組の結像
装置と、を含むトンネルの検出用車両に適用されるデータ収集方法において、前記制御装
置は前記少なくとも１組の結像装置が予定の軌跡に沿って往復運動するように制御するこ
とと、前記結像装置の運動方向が前記トンネルの検出用車両の進行方向と反対になり、且
つ前記結像装置の運動速度の大きさと前記トンネルの検出用車両の運動速度の大きさとの
差分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は前記結像装置が前記トンネルの内壁の
画像データを収集するように制御することと、を備えるデータ収集方法を提供する。
【０００８】
更に、制御装置が前記結像装置が前記トンネルの内壁の画像データを収集するかを制御
することを判断する工程は、前記制御装置は前記結像装置が予定の時間周期で前記予定の
軌跡に沿って往復運動をするように制御することと、前記制御装置は前記結像装置の運動
時間が予定の時間帯内にあるかを判断し、「是」である場合、前記結像装置が前記トンネ
ルの検出用車両の運動の方向と反対であり且つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内
にあると確定し、それに応じて前記結像装置を前記トンネルの内壁の画像データを収集す
るように制御し、「否」である場合、前記結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の
方向と同じであり、又は運動速度の大きさの差分値が予定の範囲から外すと確定し、それ
に応じて前記結像装置をオフ状態にするように制御する。
【０００９】
更に、前記制御装置が前記結像装置が前記トンネルの内壁の画像データを収集するかを
制御することを判断する工程は、前記制御装置は前記結像装置が予定の時間周期で前記予
定の軌跡に沿って往復運動をするように制御することと、前記制御装置は前記結像装置１
０の運動時間が予定の時間点に等しいかを判断し、「是」である場合、前記結像装置が前
記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり且つ運動速度の大きさの差分値が予定
の範囲内にあると確定し、それに応じて前記結像装置を前記トンネルの内壁の画像データ
を収集するように制御し、「否」である場合、前記結像装置が前記トンネルの検出用車両
の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさの差分値が予定の範囲から外すと確定
し、それに応じて前記結像装置をオフ状態にするように制御することと、を含む。
【００１０】
更に、前記トンネルの検出用車両は、前記結像装置の速度を検出するように配置され、
前記制御装置に電気的に接続される速度検出装置を含み、
前記制御装置が前記結像装置が前記トンネルの内壁の画像データを収集するかを制御す
ることを判断する工程は、
前記制御装置は前記速度検出装置によって前記結像装置がトンネルの検出用車両の運動
の方向と反対であり且つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内にあるかを検出し、「
是」である場合、前記結像装置を前記トンネルの内壁の画像データを収集するように制御
し、「否」である場合、前記結像装置をオフ状態にするように制御する。
【００１１】
更に、前記結像装置はｎ組であり、前記制御装置はｎ組の前記結像装置がそれぞれその
対応する予定の軌跡に沿って往復運動するように制御し、且つｎ組の前記結像装置の運動
位相に順次に約３６０°／ｎの違いがある。
【００１２】
更に、前記結像装置は２組であり、２組の前記結像装置はそれぞれ第１の結像装置及び
第２の結像装置であり、前記制御装置は前記第１の結像装置が第１の予定の軌跡に沿って
往復運動をし、前記第２の結像装置が第２の予定の軌跡に沿って往復運動をするように制
御し、且つ前記第１の結像装置と前記第２の結像装置との運動位相の違いは約１８０°で
あり、前記第１の結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり、且つ
運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は前記第１の結像装
置が前記トンネルの内壁の第１の画像データを収集するように制御し、前記第１の結像装
置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさの差分
値が予定の範囲を超える場合、前記制御装置は前記第１の結像装置をオフ状態にするよう
に制御し、前記第２の結像装置が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と反対であり、
且つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合、前記制御装置は前記第２の結
像装置が前記トンネルの内壁の第２の画像データを収集するように制御し、前記第２の結
像装置の運動方向が前記トンネルの検出用車両の運動の方向と同じであり、又は運動速度
の大きさの差分値が予定の範囲を超える場合、前記制御装置は前記第２の結像装置をオフ
状態にするように制御する。
【００１３】
更に、前記結像装置が前記トンネルの検出用車両の方向と反対であり且つ運動速度の大
きさの差分値が予定の範囲内にある時間が前記結像装置の感光時間より短くないと設定す
る。
【００１４】
更に、前記結像装置がトンネルの内壁に対して結像する過程中、取得された画像によっ
てトンネルの内壁に対して隙間無しを達成し、重合度及び重合形態の指定された被覆を満
たすことができる。
【００１５】
更に、前記結像装置往復運動を毎回するたびに、前記トンネルの内壁の画像を１回収集
し、前記結像装置の隣接する２回で収集された画像の間に重合領域がある。
【００１６】
本願は、更に、車本体と、前記車本体に設けられ、何れも前記制御装置に電気的に接続
される少なくとも１組の結像装置と、制御装置と、を含み、前記制御装置は前記結像装置
が予定の軌跡に沿って往復運動するように制御するように配置され、前記結像装置が前記
車本体の進行方向と反対であり且つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合
、前記制御装置は結像制御指令を前記結像装置に発信し、前記結像装置は結像を完成し、
前記結像装置が前記車本体の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大きさとの差分値
が予定の範囲から外す場合、前記制御装置は前記結像装置をオフ状態にするように制御し
、前記結像装置は前記結像制御指令を受信した後で、前記トンネルの内壁の画像データを
収集するように配置されるトンネルの検出用車両を提供する。
【００１７】
更に、前記車本体に何れも前記車本体の進行方向に沿って設けられる少なくとも１組の
軌道が設けられ、且つ各組の前記結像装置は１組の前記軌道に対応し、前記制御装置は、
前記結像装置が前記軌道に沿って往復運動するように制御するように配置され、前記結像
装置が前記車本体の進行方向と反対であり、且つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲
内になる場合、前記制御装置は結像制御指令を前記結像装置に発信し、前記結像装置は結
像を完成し、前記結像装置が前記車本体の運動の方向と同じであり、又は運動速度の大き
さの差分値が予定の範囲から外す場合、前記制御装置は前記結像装置をオフ状態にするよ
うに制御する。
【００１８】
更に、前記結像装置は２組であり、２組の前記結像装置はそれぞれ第１の結像装置及び
第２の結像装置であり、前記軌道は第１の軌道及び第２の軌道を含み、前記第１の結像装
置が前記第１の軌道に対応し、前記第２の結像装置が前記第２の軌道に対応し、前記制御
装置は、前記第１の結像装置が前記第１の軌道に沿って往復運動するように制御し、前記
第２の結像装置が前記第２の軌道に沿って往復運動するように制御し、前記第１の結像装
置と前記第２の結像装置との運動位相の違いは約１８０°であるように配置される。
【００１９】
更に、前記第１の軌道及び前記第２の軌道は前記車本体に対して前後に対称して設けら
れ又は左右に対称して設けられる。
【００２０】
更に、各組の前記結像装置は、前記制御装置に電気的に接続される少なくとも１つの結
像ユニットと、前記結像ユニットを配置し、前記軌道に接続され、且つ前記軌道の長手方
向に沿って往復運動することのできるフレームと、を含む。
【００２１】
更に、前記フレームは円筒形であり、複数組の前記結像装置は、前記フレームの円柱の
母線方向に沿って分散して配置され、それぞれ前記フレームの周方向に沿って分散してそ
の側壁に配置される複数の結像ユニットを含む。
【００２２】
更に、上記トンネルの検出用車両は、前記制御装置に電気的に接続され、前記結像装置
につれて共に往復運動するように、前記結像装置につながっているレーザー測距装置を更
に含み、前記制御装置は、更に、前記結像装置が前記車本体の進行方向と反対であり、且
つ運動速度の大きさの差分値が予定の範囲内になる場合、測距制御指令を前記レーザー測
距装置に発信し且つ結像制御指令を前記結像装置に発信し、前記レーザー測距装置が前記
測距制御指令を受信した後で、予定の方向に沿ってレーザー束を前記トンネルの内壁に発
射し、前記トンネルの内壁にレーザー白斑を形成し、このレーザー測距装置の座標原点か
らトンネルの内壁の対応する白斑までの距離データを収集するように配置され、前記結像
装置が前記結像制御指令を受信した後で、前記レーザー白斑付きの前記トンネルの内壁の
画像を同期的に収集する。
【００２３】
更に、前記レーザー測距装置は、複数の前記結像ユニットに一つ一つ対応して設けられ
る複数のレーザー測距ユニットを含み、且つ対応する前記レーザー測距ユニットのレーザ
ー信号を発射する白斑は結像領域内の設定された領域にある。
【００２４】
更に、前記トンネルの検出用車両は、前記制御装置に電気的に接続され、前記結像装置
につれて共に往復運動するように、前記結像装置につながっている構造光投射装置を更に
含み、前記構造光投射装置は、構造光を発出して予定の角度でトンネルの内壁に投射する
ように配置され、前記結像装置は、前記結像制御指令を受信した後で、前記構造光を有す
る前記トンネルの内壁の画像を収集する。
【００２５】
更に、前記車本体の底部に開口が設けられ、前記結像装置は前記開口の底部の対応する
領域の画像を収集することができる。
【００２６】
更に、前記結像装置は、複数の前記結像ユニットに一つ一つ対応するように、前記フレ
ーム又は前記車本体に取り付けられる複数の光路変換素子を更に含んでよい。
【発明の効果】
【００２７】
従来の技術に比べると、本願の実施例の提供するデータ収集方法及びトンネルの検出用
車両は、トンネルの検出用車両に設けられた少なくとも１組の結像装置を予定の軌跡に沿
って往復運動するように制御することで、結像装置の運動方向がトンネルの検出用車両の
進行方向と反対になり、且つ結像装置の運動速度の大きさとトンネルの検出用車両の運動
速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、結像装置がトンネルの内壁の画像デ
ータを収集するように制御する。このように設置することで、トンネルの検出用車両が止
まらずに、連続的に進行する状況で、結像装置がトンネルの内壁の画像データを収集する
たびにトンネルに対してほぼ静止状態になり、結像装置とトンネルとの相対的な運動によ
る収集したトンネルの内壁の画像ぼけを効果的に低下させ、収集画像品質を確保する上に
、トンネルの検出用車両の画像収集効率を向上させることができる。
【００２８】
本願の上記目的、特徴及びメリットを分かりやすくするために、以下、好適な実施例を
例示して、添付図面に合わせて、下記のように詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、実施例に用いられる添付図
面を簡単に説明する。理解すべきなのは、下記添付図面は本願のある実施例をのみを示す
ため、範囲に対する限定として見られべきではない。当業者にとっては、創造的な労働を
せずに、これらの添付図面から他の関連の添付図面を取得することもできる。
【００３０】
【図１】本実施例に係るトンネルの検出用車両の立体構造模式図である。
【図２】本実施例に係るトンネルの検出用車両関連部材の電気的接続の機能ブロック図である。
【図３】本実施例に係るトンネルの検出用車両の結像装置のある速度変化の曲線図である。
【図４】本実施例に係るトンネルの検出用車両の上面構造模式図であり、車本体に１つの結像装置が設けられる。
【図５】本実施例に係るトンネルの検出用車両における結像装置の部分構造模式図である。
【図６】本実施例に係るトンネルの検出用車両の結像装置における結像ユニットと光路変換素子及びフレームの幾何学的原理図である。
【図７】本実施例の提供する別のトンネルの検出用車両の上面構造模式図であり、車本体に２つの結像装置が設けられ、且つ２つの結像装置が車本体において前後に対称して設けられる。
【図８】本実施例の提供する別のトンネルの検出用車両の上面構造模式図であり、車本体に２つの結像装置が設けられ、且つ２つの結像装置が車本体において左右に対称して設けられる。
【図９】本実施例に係るデータ収集方法の方法流れ図である。
【図１０】本実施例に係るデータ収集方法の結像判断工程の流れ図である。
【図１１】本実施例に係るデータ収集方法の別の方法流れ図である。
【図１２】本実施例に係るデータ収集装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本願の実施例における添付図面に合わせて、本願の実施例における技術案を明確
且つ完璧に記述する。もちろん、記述された実施例は、本願の実施例の一部であり、全て
の実施例ではない。一般的に、この添付図面に記述し示された本願の実施例のアセンブリ
は、様々な異なる配置で布置し設計されてよい。そのため、添付図面の提供した本願の実
施例についての下記の詳細な記述は、保護されようとする本願の範囲を制限するものでは
なく、単に本願の選定した実施例を示すものである。
【００３２】
注意すべきなのは、類似な符号やアルファベットは下記の添付図面において類似なもの
を表す。そのため、一旦、ある符号やアルファベットがある添付図面において定義される
と、下記の添付図面において更に定義及び解釈する必要はない。
【００３３】
本願の記述において、説明すべきなのは、「中心」、「上」、「下」、「左」、「前」
、「後」、「内」、「外」等の用語の指示する方位や位置関係は、添付図面に基づいて示
す方位や位置関係、或いはこの発明の製品が使用される場合に常に放置される方位や位置
関係であり、単に本願を容易に記述し及び記述を簡単化するためのものであり、所定の装
置又は素子が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構造及び操作されることを指示又
は示唆するものではないため、本願の制限として理解されない。また、「第１の」、「第
２の」等の用語は、記述を区別するためのものだけであり、相対的な重要性を指示又は示
唆するものとして理解されるべきではない。
【００３４】
本願の記述において、更に説明すべきなのは、特に明確に規定及び限定しない限り、「
設置」、「つながる」、「接続」という用語は、広範に理解されべきである。例えば、直
接つながってもよいし、中間物を介して間接につながってもよいし、２つの素子が内部で
連通してもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて、上記用語の本願での具体的な
意味を理解してよい。
【００３５】
図１を参照されたい。本願の実施例は、トンネルの検出用車両１を提供する。図１に示
すように、このトンネルの検出用車両１は、車本体３０と、少なくとも１組の結像装置１
０と、制御装置と、を含む。結像装置１０及び制御装置の何れも車本体３０に設けられる
。本実施例において、結像装置１０は、１組であってもよいし、２組、４組等の偶数の組
であってもよい。
【００３６】
図２に示すように、上記結像装置１０の何れも制御装置４０に電気的に接続される。制
御装置４０は、結像装置１０が予定の軌跡に沿って往復運動するように制御するように配
置される。結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ運動速
度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、結像
装置１０は、トンネルの内壁の画像データを収集するように制御する。
【００３７】
予定の範囲は、ユーザの画像品質に対する具体的な要求に応じて設置してよい数値範囲
である。結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ運動速度
の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、結像装
置１０がトンネルに対してほぼ静止状態になると見なされてよい。この場合、制御装置４
０によって結像装置１０がトンネルの画像を収集するように制御することで、結像装置１
０とトンネルとの相対的な運動による収集された画像のぼけの状況の発生を効果的に減少
することができる。もちろん、理想的な状況で、結像装置１０の運動の方向が車本体３０
の進行方向と反対になり、且つ車本体３０の運動速度の大きさに等しくなる場合、結像装
置１０は、トンネルに対して静止状態になり、はっきりしたトンネルの内壁の画像を収集
することができる。
【００３８】
本実施例において、上記予定の軌跡は、必要に応じて設置されてよい。簡素化するため
に、直線軌跡に設置してよい。もちろん、曲線軌跡に設置してもよい。
【００３９】
また、上記往復運動の過程も必要に応じて設置されてよい。結像装置１０の往復運動は
、順方向運動及び逆方向運動を含んでよい。順方向運動とは、予定の軌跡の第１端から第
２端までの運動である。逆方向運動とは、予定の軌跡の第２端から第１端まで戻る運動で
ある。具体的には、順方向運動の過程としては、予定の軌跡の第１端からまず加速運動を
し、予定の速度に加速するとまたこの速度を保持して等速運動をし、その後、この予定の
軌跡の第２端に到着するまで減速運動をすることを含んでよい。逆方向運動の過程として
は、第２端からまず加速運動をしてから減速運動をして第１端に戻ること、或いは、順方
向運動の過程と同じように、予定の軌跡の第２端からまず加速運動をし、予定の速度に加
速するとまたこの速度を保持して等速運動をし、その後、この予定の軌跡の第１端に到着
するまで減速運動をすることを含んでよい。説明すべきなのは、制御を簡単化するために
、図３に示す速度変化の曲線に示すように、逆方向運動の場合、結像装置１０は、速度が
順方向運動の場合の速度の大きさと同じであるが、方向が反対であってよい。
【００４０】
結像装置１０の速度変化としては、上記形態以外、結像装置１０の結像期間中の運動速
度は、更に、マルチレベルで加速の方法によって車本体３０の運動速度の大きさとの差分
値が予定の範囲内にしてもよい。また、制御装置４０は、速度と車本体３０の運動速度の
大きさとの差分値が予定の範囲内に調節するように結像装置１０を制御すればよいが、具
体的な速度変化の形態は限定されない。
【００４１】
具体的には、図１に示すように、トンネルの内においてトンネルの長手方向に沿ってレ
ール３１を設けてよい。車本体３０は、底部がレール３１に可動的に接続され、レール３
１の長手方向に沿って運動する。車本体３０がレール３１において第１の方向Ｌに沿って
運動し、車本体３０における結像装置１０の順方向運動の方向がＰ１方向であり、逆方向
運動の方向がＰ２方向である場合、Ｐ１方向は第１の方向Ｌと一致であり、Ｐ２方向は第
１の方向Ｌと反対である。この場合、結像装置１０が逆方向運動の状態になってＰ２方向
に沿って運動する場合、且つ結像装置１０の逆方向運動の速度と車本体３０の運動速度の
大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、結像装置１０とトンネルとがほぼ相対静止
の状態にある。この場合、制御装置４０は、トンネルに対して結像するように結像装置１
０を制御して、トンネルの内壁の画像データを収集する。
【００４２】
結像装置１０が一定の応答時間を有するため、結像装置１０とトンネルとのほぼ相対静
止の状態になる時間は、結像装置１０の感光時間よりも大きいべきである。つまり、結像
装置１０の逆方向運動の速度と車本体３０の運動速度の大きさとの差分値の予定の範囲内
での持続時間は、結像装置１０の感光時間よりも大きいべきである。画像収集が完成した
後で、Ｐ２方向に沿って予定の軌跡の第２端へ運動するように結像装置１０を続けて制御
し、第２端に到着した後で、また順方向運動をしつまりＰ１方向に沿って直線軌跡の第２
端から第１端へ運動するように結像装置１０を制御し、結像装置１０が第１端に到着する
と次回の往復運動を開始する。
【００４３】
本願の好ましい実施例において、結像装置１０が往復運動を周期的にし、往復運動を毎
回するたびに、トンネルの画像を１回収集する。且つトンネルの完璧した画像を容易に取
得するために、隣接する２回で収集された画像の間に重合領域がある。必要な場合、重な
り合う比例を増えることで、全ての結像される目的が横方向の立体模型を有するようにす
る。結像装置１０の往復周期は、トンネルの結像データの収集周期である。収集周期を設
置するには、結像装置１０の達成可能な往復頻度、隣接する２回で収集された画像の重合
率、結像装置１０の応答時間、予定の軌道の路程設置、車本体３０の運動速度及び結像装
置１０の運動速度等の要素を考慮しなければならない。具体的には、結像装置１０の達成
可能な重複頻度は最大に毎秒に５回往復する場合、往復周期つまり収集周期は最小に０.
２秒間であり、隣接する２回で収集された画像の重合率を５０％に、車本体３０の進行方
向に沿って、隣接する２回の結像の結像領域の中心点の間の間隔を結像領域の幅の半分に
設定してよい。
【００４４】
説明すべきなのは、前記複数組の結像装置１０がトンネルの内壁に対して結像する過程
で、隣接する結像装置１０の画像が必ず重合領域を有するわけではなく、隣接していない
結像装置１０の取得した画像によりもトンネルに対する隙間無しの被覆を達成し、重合度
及び重合形態の指定された被覆を満たすことができる。
【００４５】
説明すべきなのは、トンネルの検出用車両１及び結像装置１０の運動制御を簡単化する
ために、トンネルの検出用車両１は、トンネルの検出作業を行う場合、トンネルの延伸方
向に沿って等速直線運動をすることが好ましい。
【００４６】
具体的には、結像装置１０を予定の軌跡に沿って運動させるために、車本体３０に軌道
２０を設けてよい。上記軌道は、スライド、ボールネジ、磁気ストライプ又は光学導線等
であってよい。説明すべきなのは、軌道が磁気ストライプ又は光学導線である場合、結像
装置１０は、無人搬送車（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ；ＡＧＶ）に
取り付けられてよい。無人搬送車は、車本体３０に設けられた磁気ストライプ又は光学導
線等に沿って運動することができる。軌道２０の画像の収集に対する遮蔽を減少するため
に、本実施例において、軌道２０は、スライド又はボールネジであってよい。これにより
、結像装置１０は、トンネルの底部の路盤、軌道、枕木、スラブ及びその付属品又は公道
路面の画像を容易に収集することができる。説明すべきなのは、軌道２０としては、スラ
イド又はボールネジ２０以外に、他の構造を採用してもよい。
【００４７】
具体的には、軌道２０は、結像装置１０の底部に設けられる以外に、結像装置１０の上
部又は側面にあってもよい。結像装置１０は、懸垂するように接続され、或いは結像の視
角の被覆されない空間に調整される。
【００４８】
図４に示すように、車本体３０に少なくとも１組の軌道２０が設けられてよい。各組の
結像装置１０のそれぞれは、１組の軌道２０に接続されて、結像装置１０が対応する軌道
２０の第１端と第２端との間で往復運動をすることができる。軌道２０は、結像装置１０
の運動軌跡を制限する作用を有する。軌道２０の布置方向及びその結像装置１０との空間
的相対位置は、具体的な状況に応じて設けられてよい。具体的には、本実施例において、
軌道２０の延伸方向としては、車本体３０の直線進行方向に沿って設けられてよい。好ま
しくは、軌道２０の延伸方向及び車本体３０の直線進行方向の何れも同じ線路の横断面に
垂直である。制御装置４０は、具体的に、結像装置１０を軌道２０に沿って往復運動をす
るように制御するように配置される。結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向
と反対になり、且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本体の運動速度の大きさとの差
分値が予定の範囲内になる場合、結像装置１０は、トンネルの内壁の画像データを収集す
るように制御する。
【００４９】
具体的には、本実施例において、各組の軌道２０の何れも、互いに平行になって設けら
れる２本のガイドレールを含んでよい。ガイドレールの長手方向と車本体３０の直線進行
方向とは一致である。結像装置１０は、同組の２本のガイドレールに接続され、且つガイ
ドレールの長手方向に沿って往復運動をすることができる。２本のガイドレールは、それ
ぞれ結像装置の左右両側に近い位置に対称して設けられる。結像装置１０が軌道２０に沿
って進行する場合、軌道２０の２本のガイドレールがそれぞれ結像装置１０の左右両側の
位置に対して位置限定とガイドを行って、結像装置１０の進行過程における安定性及び位
置正確度を向上させる。具体的には、ガイドレールと結像装置１０とは、両者の間の摺動
接続を達成するために、スロットとフックとの互いの係合によって配合されてよい。或い
は、両者が軌道２０方向に沿って相対的に運動できれば、別の構造によって両者の間の摺
動接続又は転動接続等を達成してもよい。
【００５０】
本実施例において、図５に示すように、各組の結像装置１０は、予定の撮影方向が設置
された少なくとも１つの結像ユニット１２０、及び結像ユニット１２０を配置するフレー
ム１１０を含む。前記フレーム１１０は、軌道２０に接続され、設けられた軌道２０に沿
って運動することができる。トンネルに対する全面的な検出を達成するために、各組の結
像装置１０に複数の結像ユニット１２０を設けてよい。本願の好適な実施例において、フ
レーム１１０の形状としては、角柱、円柱体又は球体であってよい。複数の結像ユニット
１２０がフレーム１１０の側壁に分布される。複数の結像ユニット１２０の何れも制御装
置４０に電気的に接続される。トンネルの内壁の画像を収集する必要がある場合、制御装
置４０は、複数の結像ユニット１２０をトンネルに対して結像を行うように制御すること
ができる。説明すべきなのは、トンネルの結像領域は、複数の結像ユニット１２０の分布
によって決められる。例えば、必要に応じて所望の数の結像ユニット１２０を設けて結像
ユニット１２０のレンズ１２１の方向付けを調節し、トンネルの内壁及び底面路盤又は検
出用車両の運転軌道に対する結像を完成してよい。説明すべきなのは、トンネルの底面路
盤又は検出用車両の運転軌道に対して結像する必要がある場合、車本体３０の底部に開口
を設けてよい。結像ユニット１２０は、開口を介して開口の底部の対応する領域の路盤、
軌道、枕木、スラブ及びその付属装置又は運転軌道の画像を収集することができる。また
、結像ユニット１２０を開口を介して車本体３０の下部に延伸させて、車本体３０の底部
の路盤又は運転軌道に対して画像収集を行うこともできる。具体的には、本実施例におい
て、結像ユニット１２０は、カメラ或いは他の撮影装置を含んでよい。カメラ及びその他
の撮影装置の結像スペクトルの範囲は、全ての電磁波の波長範囲であってよい。
【００５１】
具体的には、フレーム１１０の外壁は円筒形であってよい。複数組の結像装置１０がフ
レーム１１０の長手方向に沿って分散して配置される。且つ各組の結像装置１０の複数の
結像ユニット１２０が前記フレーム１１０の周方向に沿ってその外壁に均一に配置される
。各組の結像装置１０の複数の結像ユニット１２０がフレーム１１０の円弧に沿ってその
外壁に配置され、１つの環状になる。複数組の結像装置１０がフレーム１１０の長手方向
に沿って分散して配置されて、複数の環状になる。結像装置１０は、トンネルに対して静
止になるまで運動すると、各組の結像装置１０の複数の結像ユニット１２０はトンネルの
長手方向における同一の径方向の断面の位置にある。且つ複数の結像ユニット１２０がこ
の断面でその周方向に沿って分散して分布されるので、トンネルの１つの環状の断面に対
して画像の収集を行うことができる。複数組の結像装置１０により複数の環状の断面が形
成され、且つトンネルの軸線方向における各環状の断面の画像が所定の重合率を有する。
【００５２】
また、複数の結像ユニット１２０の収集した画像が後で継ぎ合わせる場合の転位状況の
発生で、得られたトンネルの断面の全景画像の効果に影響を与えることをできる限り減少
するために、図５に示すように、結像装置１０は、光路変換素子１３０を更に含んでよい
。光路変換素子１３０は、フレーム１１０又は車本体３０に設けられる。結像ユニット１
２０の各々は、１つの光路変換素子１３０に対応し、且つ結像ユニット１２０の各々のレ
ンズ光心から対応する光路変換素子１３０までの光程は、この光路変換素子１３０からフ
レーム１１０の幾何学的中心又は軸線までの距離に等しい。図６に示すように、結像ユニ
ット１２０の各々は、何れも光心Ａを有し、光路変換素子１３０によって光路を転換して
、上記光心に対応する仮定光心Ｂを取得することができる。光心Ａからこの結像ユニット
１２０に対応する反射鏡までの距離は、前記仮定光心Ｂから反射鏡までの距離に等しくて
よい。上記複数の結像ユニット１２０の光心がそれぞれその対応する反射鏡の間の距離に
等しくて、複数の結像ユニット１２０の仮定光心が重なり合う場合、後で全景画像を継ぎ
合わせる場合にトンネルの結像領域における同一の目的が「対になる」ことによるひずみ
問題の発生を効果的に減少させることができる。具体的には、本実施例において、光路変
換素子１３０は、反射鏡、プリズム又はプリズムと反射鏡との組み合わせ等の部材であっ
てよい。
【００５３】
本実施例において、結像装置１０はｎ組であってよい。制御装置４０は、ｎ組の結像装
置１０をそれぞれその対応する予定の軌跡に沿って往復運動するように制御する。且つ全
インパルスを低下させるように、ｎ組の結像装置１０の運動位相に順次に約３６０°／ｎ
の違いがある。制御装置４０は、ｎ組の結像装置１０をそれぞれ相対的に独立した往復運
動をするように同時に制御し、ｎ組の結像装置１０の間の運動位相に順次に約３６０°／
ｎの違いがあるので、ｎ組の結像装置１０が順次に往復運動を完成すると、３６０°／ｎ
運動するたびに１組の結像装置１０がトンネルとほぼ相対静止になる。つまり、車本体３
０が前向きに進行する過程中、結像装置１０の１つの運動周期内で、ｎ組の結像装置は、
車本体３０の変位の発生した区間に対してｎ回の収集画像の操作を行うことができ、且つ
ｎ回の収集画像の間の時間間隔がほぼ等しい。ｎ組の結像装置１０がそれぞれ独立して運
動する過程中、互いのインパルスが相殺され、結像装置１０が車本体３０での往復運動に
よるトンネルの検出用車両１の走行安定性への影響を減少させて、トンネルの検出用車両
１の前進過程中の安定性を向上させることができる。
【００５４】
本実施例において、図７に示すように、上記結像装置１０は具体的に２組であってよい
。２組の結像装置１０は、それぞれ第１の結像装置１１及び第２の結像装置１２である。
軌道２０も第１の軌道２１及び第２の軌道２２を含む。第１の結像装置１１が第１の軌道
２１に対応し、第２の結像装置１２が第２の軌道２２に対応する。この場合、制御装置４
０は、具体的に、第１の結像装置１１を第１の軌道２１に沿って往復運動をするように制
御し、第２の結像装置１２を第２の軌道２２に沿って往復運動をするように制御するよう
に配置される。結像装置１０の運動によるトンネルの検出用車両１の合計運動量の変化の
、トンネルの検出用車両１の平穏した運動への影響を低下又は避免するために、第１の結
像装置１１と第２の結像装置１２との運動位相の違いは約１８０°である。つまり、第１
の結像装置１１が順方向に運動する（Ｐ２１方向に沿って運動する）場合、第２の結像装
置１２は逆方向に運動する（Ｐ２２方向に沿って運動する）。第１の結像装置１１が逆方
向に運動する（Ｐ１１方向に沿って運動する）場合、第２の結像装置１２は順方向に運動
する（Ｐ１２方向に沿って運動する）。両者は、運動方向が反対であり、運動速度の大き
さが同じである。２組の結像装置の品質も同じである場合、第１の結像装置１１及び第２
の結像装置１２の合計運動量がゼロに接近し、２組の結像装置１０の運動過程によるイン
パルスの相殺に寄与し、トンネルの検出用車両１の運動の安定性が効果的に保証される。
第１の結像装置１１の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ第１の結像
装置１１の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内
になる場合、第１の結像装置１１をトンネルの第１の画像データを収集するように制御す
るする。第２の結像装置１２の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ第
２の結像装置１２の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定
の範囲内になる場合、第２の結像装置１２をトンネルの第２の画像データを収集するよう
に制御する。トンネルの検出用車両１は、同時に２組の画像データを取得することができ
る。その収集画像の効率を向上させることができ、一方、２組の結像装置が互いに作用し
てその運動によるインパルスを相殺し、トンネルの検出用車両１の運動の安定性及び正確
度を効果的に向上させることができる。
【００５５】
１つの実施形態として、図７に示すように、上記第１の軌道２１及び第２の軌道２２は
、車本体３０に対して前後に対称して設けられてよい。具体的には、第１の軌道２１及び
第２の軌道２２は、車本体３０の中心線に沿って前後に設けられてよい。
【００５６】
別の実施形態として、図８に示すように、第１の軌道２１及び第２の軌道２２は、車本
体３０に対して左右に対称して設けられてもよい。具体的には、第１の軌道２１が車本体
３０の一側に設けられ、第２の軌道２２が車本体３０の他側に設けられてもよい。それに
対して、第１の軌道２１に可動的に接続される第１の結像装置１１はトンネルの左側内壁
の画像データを収集するように配置され、第２の軌道２２に可動的に接続される第２の結
像装置１２はトンネルの右側内壁の画像データを収集するように配置される。もちろん、
本願の他の実施例において、本願の提供するデータ収集方法を達成する前提で、第１の軌
道２１及び第２の軌道２２は、上記前後に対称及び左右に対称して設けられる以外に、他
の形態で設けられてもよい。
【００５７】
本実施例において、図２に示すように、上記トンネルの検出用車両１は、レーザー測距
装置５０を更に含んでよい。レーザー測距装置５０は、制御装置４０に電気的に接続され
る。レーザー測距装置５０は、結像装置１０につれて共に往復運動をするように、結像装
置１０につながってもよい。レーザー測距装置５０を設けることで、結像装置１０とトン
ネルの内壁との間の距離データを取得することができる。且つレーザー測距装置５０が結
像装置５０に接続されるので、結像装置１０とレーザー測距装置５０との空間的幾何学的
関係が固定化され、検出結果の正確性を更に向上させることができる。理解すべきなのは
、レーザー測距装置５０の座標原点とレーザー束の空間方位角と結像装置１０との空間関
係は前もって設置されている。
【００５８】
この場合、上記制御装置４０は、更に、下記のように配置される。成結像装置１０の運
動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ結像装置１０の運動速度の大きさと
車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、同期的に測距制御
指令をレーザー測距装置５０に発信し、結像制御指令を結像装置１０に発信し、レーザー
測距装置５０が前記測距制御指令を受信した後で、予定の方向に沿ってレーザー束をトン
ネルの内壁に発射し、トンネルの内壁にレーザー白斑を形成し、このレーザー測距装置５
０の座標原点とトンネルの内壁との間の距離データを収集する。結像装置１０は、結像制
御指令を受信した後で、レーザー白斑付きのトンネルの内壁の画像を同期的に収集する。
本実施例において、測距と画像を収集的に同期するので、撮影の場合にレーザー測距装置
５０のトンネルの内壁に投射したレーザー点を取得することが保証されるので、結像装置
１０の収集したトンネルの内壁の画像にレーザー測距装置５０のトンネルの内壁に投射し
たレーザー点が記録され、更に、この距離データ及び結像装置１０の収集したトンネルの
内壁の画像データに基づいてトンネルの内壁の三次元空間データを算出することができる
。
【００５９】
具体的には、レーザー測距装置５０は、複数のレーザー測距ユニットを含んでよい。各
組の結像装置１０の結像ユニットの各々に、１つのレーザー測距ユニットが対応して設け
られてよい。レーザー測距ユニットの発信したレーザー信号の発射方向がその対応する結
像ユニットのレンズ方向付けと一致であってよい。これにより、この結像ユニットの収集
した画像に対応する結像領域と結像ユニットとの間の距離データを得て、更に結像装置１
０の収集した画像データ及びレーザー測距装置５０の収集した距離データに基づいてトン
ネルの三次元空間データを容易に算出することができる。
【００６０】
また、本実施例の提供するトンネルの検出用車両１は、構造光投射装置６０を更に含ん
でよい。構造光投射装置６０は、制御装置４０に電気的に接続される。構造光投射装置６
０は、結像装置１０につれて共に往復運動をするように、結像装置１０につながってもよ
い。結像装置１０と構造光投射装置６０との間の空間的幾何学的関係が固定化される。理
解すべきなのは、構造光投射装置６０の座標原点とその空間方位角と結像装置１０の結像
パラメータとの間の空間関係は前もって設置されている。この場合、トンネルの検出用車
両１は、構造光測量方法によってトンネルの内壁の三次元空間点云データを取得すること
ができる。具体的には、制御装置４０は結像装置１０を予定の軌跡に沿って往復運動する
ように制御し、構造光投射装置６０も結像装置１０につれて共に往復運動をし、且つ構造
光を発出して予定の角度でトンネルの内壁に投射する。具体的には、本実施例において、
構造光は、線状レーザー、格子状レーザー等であってよい。予定の角度は、具体的な測量
要求に応じて設置されてよい。
【００６１】
この場合、結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ運動
速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、制
御装置４０は結像制御指令を結像装置１０に発信する。結像装置１０は、結像制御指令を
受信した後で、構造光を有するトンネルの内壁画像を収集する。つまり、更にレーザー測
距装置５０の収集した距離データ及び結像装置１０の収集した構造光画像に基づいてトン
ネルの内壁の三次元の形状データを取得するように、結像装置１０は、トンネルの内壁に
対して結像すると共に、トンネル壁における構造光画像を取得する。
【００６２】
説明すべきなのは、本実施例における制御装置４０は、シングルチップ、ＤＳＰ、ＡＲ
Ｍ又はＦＰＧＡ等のデータ処理機能を持つチップを含んでよい。また、本実施例において
、この制御装置４０は、車本体３０の進行を制御する車両制御システムから独立してもよ
いし、車本体３０の進行を制御する車両制御システムと一体的に設けられてもよい。
【００６３】
また、本実施例の具体的な実施形態において、制御装置４０は、上記の具体データ処理
機能のチップ以外、各組の結像装置１０を運動するように連動させるモータ及び伝動機構
を更に含む。具体的には、モータは伝動機構によって結像装置１０を運動するように連動
させ、制御モータの正転及び反転及び回転速度を制御することで、結像装置１０が往復運
動を周期的にするように制御する。伝動機構は、所望の速度変化の曲線に基づいて設置さ
れてよい。具体的には、上記伝動機構は、カムの伝動機構であってよい。カムの伝動機構
を設計することで、結像装置１０が予定の軌跡の第１端からまず加速運動をし、予定の速
度に加速するとまたこの速度を保持して等速運動をし、その後、この予定の軌跡の第２端
に到着するまで減速運動をするようにすることができる。
【００６４】
説明すべきなのは、制御装置４０における駆動装置としては、上記モータ及び伝動機構
以外に、結像装置１０を往復運動するように駆動させることができれば、他の部材を選用
してもよい。
【００６５】
また、図９に示すように、本願の実施例は、上記トンネルの検出用車両１に適用される
データ収集方法を更に提供する。トンネルの検出用車両１は、制御装置４０及び少なくと
も１組の結像装置１０を含む。結像装置１０の何れも制御装置４０に電気的に接続される
。前記方法は、下記の工程を含む。
【００６６】
工程Ｓ１０１において、制御装置４０は、結像装置を予定の軌跡に沿って往復運動する
ように制御する。
【００６７】
本工程において、予定の軌跡は、必要に応じて設置されてよい。簡素化するために、直
線軌跡に設置してよいし、曲線軌跡に設置してもよい。往復運動は、順方向運動及び逆方
向運動を含んでよい。順方向運動の速率制御は、逆方向運動の速率制御と一致であっても
よいし、一致でなくてもよい。
【００６８】
１つの実施形態として、結像装置１０が予定の軌跡に沿って往復運動を周期性的にする
。この場合、上記前記少なくとも１組の結像装置１０を予定の軌跡に沿って往復運動する
ように制御することは、具体的に、少なくとも１組の結像装置１０を予定の時間周期で前
記予定の軌跡に沿って往復運動をするように制御することを含んでよい。
【００６９】
また、説明すべきなのは、作業の過程中、車本体３０がトンネルの延伸方向に沿って連
続的に進行する。車本体３０及び結像装置１０の速度制御を簡単化するために、本実施例
の好適な実施形態において、車本体３０を等速で直線に進行するように制御してよい。つ
まり、前記結像装置１０を予定の軌跡に沿って往復運動をするように制御する工程の前に
、本実施例の提供するデータ収集方法は、制御装置４０が車本体３０を等速で直線に進行
するように制御することを更に含んでもよい。もちろん、本実施例の他の実施形態におい
て、結像の場合に上記結像条件を満たせば、制御装置４０が車本体３０を等速で進行する
ように制御する工程は、結像装置１０が予定の軌跡に沿って往復運動するように制御する
工程の後で発生し、又はほぼ同期的に発生してもよい。
【００７０】
工程Ｓ１０２において、結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対にな
り、且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が
予定の範囲内になる場合、制御装置４０は、トンネルの内壁の画像データを収集するよう
に結像装置１０を制御する。
【００７１】
各組の結像装置１０の毎回の往復運動において、結像装置１０の運動の方向が車本体３
０の進行方向と反対になり、且つ結像装置１０の運動速度の大きさとトンネルの検出用車
両１の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になると判定する場合、制御装置４０
は、前記トンネルの内壁の画像データを収集するように結像装置１０を制御する。
【００７２】
少なくとも１組の結像装置１０が予定の時間周期でが予定の軌跡に沿って往復運動をす
る場合、１つの実施形態として、図１０に示すように、前記方法は、結像判断工程を更に
含んでよい。結像判断工程は、具体的に、下記の工程Ｓ２０１〜工程Ｓ２０３を含んでも
よい。結像判断工程は、工程Ｓ１０２を実行する前に発生する。
【００７３】
工程Ｓ２０１では、結像装置１０の運動時間を取得する。
【００７４】
工程Ｓ２０２では、結像装置１０の運動時間が予定の時間帯内にあるかを判断する。
【００７５】
工程Ｓ２０３では、結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、
且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定
の範囲内にあると判定する。
【００７６】
前もって結像装置１０の往復運動及びトンネルの検出用車両１の運動速度を設置する。
結像装置１０の往復運動を毎回するたびに、つまり往復周期ごとに１つの特定の時間帯で
結像装置１０の運動の方向とトンネルの検出用車両１の進行方向とが反対であり且つ運動
速度の大きさとトンネルの検出用車両１の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内に
あることが保証される。そのため、予定の時間帯は、結像装置１０の１つの往復周期に対
応する複数の特定の時間帯である。結像装置１０の往復周期が１００ｍｓであり、特定の
時間帯の持続時間が５ｍｓであることを例として、０から時間を計算し始めると仮定する
と、第２０ｍｓ〜２５ｍｓは１番目の往復周期内の特定の時間帯であり、第１２０ｍｓ〜
１２５ｍｓは２番目の往復周期内の特定の時間帯であり、第２２０ｍｓ〜２２５ｍｓは３
番目の往復周期内の特定の時間帯であり、順次に類推すればよい。結像装置１０が予定の
軌跡の第１端から逆方向運動を開始し、且つ運動時間として０から時間を計算し始め、結
像装置１０の運動時間が（１００ｋ+２０）以上且つ（１００ｋ+２５）以下である場合、
結像装置１０の運動時間が予定の時間帯内にあり、ｋは０又は正整数であることを表す。
【００７７】
結像装置１０の運動時間が予定の時間帯内にあれば、工程Ｓ２０３を実行する。結像装
置１０の運動時間が予定の時間帯外にあれば、工程Ｓ２０１に戻って結像装置１０の運動
時間を改めて取得し、工程Ｓ２０２を繰り返して実行し、結像装置１０の運動時間が予定
の時間帯内になるまで、工程Ｓ２０３を実行する。
【００７８】
別の実施形態として、工程Ｓ１０２を実行する前に、前記結像装置１０の運動時間が予
定の時間点に等しいかを判断してもよい。結像装置１０の運動時間が予定の時間点に等し
ければ、結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ結像装置
１０の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内にあ
ると判定する。例えば、予定の時間点を上記特定の時間帯の開始時間点に設置してもよい
。第２０ｍｓ〜２５ｍｓが１番目の往復周期内の特定の時間帯であり、第１２０ｍｓ〜１
２５ｍｓが２番目の往復周期内の特定の時間帯であり、第２２０ｍｓ〜２２５ｍｓが３番
目の往復周期内の特定の時間帯である場合、予定の時間点を２０ｍｓ、１２０ｍｓ、２２
０ｍｓ等に設置してもよく、順次に類推すればよい。
【００７９】
また、また１つの実施形態として、トンネルの検出用車両１の車本体３０に速度検出装
置が設けられてよい。具体的には、速度検出装置は、第１の速度センサ及び第２の速度セ
ンサを含んでよい。第１の速度センサは、車本体３０に設けられてよく、車本体３０の速
度大きさ及び方向を検出することに用いられる。第２の速度センサは、結像装置１０又は
その伝送機構に設けられる。第１の速度センサは、車本体３０のトンネルに対する進行の
速度の大きさ及び方向を収集することができる。第２の速度センサは、結像装置１０の車
本体３０に対する運動の速度の大きさ及び方向を収集することができる。結像装置１０の
車本体３０に対する運動の速度の大きさ及び方向を収集するように、例えば、第２の速度
センサは、上記伝動機構における特定位置に設けられてもよい。この場合、結像装置１０
の運動の方向とトンネルの検出用車両１の進行方向とが反対であり、且つ結像装置１０の
運動速度の大きさとトンネルの検出用車両１の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲
内にあることを、下記の方法によって判断してもよい。車本体３０のトンネルに対する進
行の速度の大きさ及び方向を取得する。結像装置１０の車本体３０に対する運動の速度の
大きさ及び方向を取得する。車本体３０の進行方向が結像装置１０の運動速度と反対する
かを判断し、車本体３０の進行方向が結像装置１０の運動速度と反対する場合、結像装置
１０の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内にあ
るかを判断する。この差分値が予定の範囲内にあると、結像装置１０の運動の方向が車本
体３０の進行方向と反対になり、且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本体３０の運
動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内にあると確定する。工程Ｓ１０２を実行する。
【００８０】
本実施例において、上記結像装置１０は、具体的な数が特に限定されず、具体的には、
１組、２組、４組等であってもよい。結像装置１０が第１の結像装置１１及び第２の結像
装置１２を含む場合、上記の工程Ｓ１０１及び工程Ｓ１０２として、具体的には、第１の
結像装置１１を第１の予定の軌跡に沿って往復運動をするように制御し、第２の結像装置
１２を第２の予定の軌跡に沿って往復運動をするように制御してよく、第１の結像装置１
１と第２の結像装置１２との運動位相の違いは約１８０°である。第１の結像装置１１の
運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ第１の結像装置１１の運動速度の
大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合、第１の結
像装置１１をトンネルの内壁の第１の画像データを収集するように制御する。第２の結像
装置１２の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ第２の結像装置１２の
運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合
、第２の結像装置１２をトンネルの内壁の第２の画像データを収集するように制御する。
【００８１】
車本体３０に、更にレーザー測距装置５０が設けられてよい。レーザー測距装置５０は
、制御装置４０に電気的に接続され、結像装置１０につれて共に往復運動をするように結
像装置１０につながれる。この場合、図１１に示すように、本実施例の提供するデータ収
集方法は、工程Ｓ１０３を更に含む。
【００８２】
工程Ｓ１０３では、結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反対になり、
且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定
の範囲内になる場合、このレーザー測距装置の座標原点とトンネルの内壁との間の距離デ
ータを収集するように、レーザー測距装置を制御する。
【００８３】
また、本実施例の提供するトンネルの検出用車両１が構造光投射装置６０を更に含む場
合、構造光投射装置６０も結像装置１０につれて共に往復運動をし、且つ構造光を発出し
て予定の角度でトンネルの内壁に投射する。結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進
行方向と反対になり、且つ運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差分値
が予定の範囲内になる場合、制御装置４０は、構造光を有するトンネルの内壁画像を収集
するように結像装置１０を制御して、更にレーザー測距装置５０の収集した距離データ及
び結像装置１０の収集した構造光画像に基づいてトンネルの内壁の三次元形状データを取
得する。
【００８４】
当業者であれば、便利及び簡潔に記述するために、上記記述の方法の具体的な作業過程
について、前記装置、システムの実施例における対応する過程を参照してよいことは理解
すべきであるので、ここで詳しく説明しない。
【００８５】
以上をまとめると、本願の実施例の提供するデータ収集方法及びトンネルの検出用車両
１は、車本体３０に設けられた少なくとも１組の結像装置１０を予定の軌跡に沿って往復
運動するように制御することで、結像装置１０の運動の方向が車本体３０の進行方向と反
対になり、且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本体３０の運動速度の大きさとの差
分値が予定の範囲内になる場合、結像装置１０がトンネルの内壁の画像データを収集する
ように制御する。このように設置することで、トンネルの検出用車両１が止まらずに、連
続的に進行する状況で、結像装置１０がトンネルの内壁の画像データを収集するたびにト
ンネルに対してほぼ静止状態になり、収集したトンネルの内壁の画像の発生した運動によ
るぼけを効果的に避け、トンネルの検出用車両１の画像収集効率を向上させると共に収集
された画像の品質を向上させることができる。
【００８６】
また、図１２に示すように、本願の実施例は、上記トンネルの検出用車両１に適用され
るデータ収集装置７０を更に提供する。このデータ収集装置７０は、少なくとも、運動制
御モジュール７１及び画像収集モジュール７２を含む。
【００８７】
運動制御モジュール７１は少なくとも１組の結像装置１０が予定の軌跡に沿って往復運
動するために制御するように配置され、画像収集モジュール７２は結像装置１０の運動の
方向が車本体３０の進行方向と反対になり、且つ結像装置１０の運動速度の大きさと車本
体３０の運動速度の大きさとの差分値が予定の範囲内になる場合に、制御装置４０がトン
ネルの内壁の画像データを収集するために結像装置１０を制御するように配置される。
【００８８】
上記は本願の好ましい実施例だけであり、本願を制限するためのものではない。当業者
であれば、本願に各種の変更や変化を加えることができる。本願の精神や原則の内で加え
た如何なる修正、同等な取り替え、改善等も、本願の保護範囲内に含まれる。
【工業上の実用性】
【００８９】
本実施例の提供するデータ収集方法及びトンネルの検出用車両によれば、トンネルの検出
用車両がトンネル内で連続的に進行する途中で、結像装置は、周期的にトンネルに対して
静止状態になり、この静止状態の時のトンネルの内壁の画像を収集することができ、収集
画像の解像度が高く、効率が高い。
【符号の説明】
【００９０】
１  トンネルの検出用車両
１０  結像装置
１１０  フレーム
１２０  結像ユニット
１２１  レンズ
１３０  光路変換素子
１１  第１の結像装置
１２  第２の結像装置
２０  軌道
２１  第１の軌道
２２  第２の軌道
３０  車本体
３１  レール
４０  制御装置
５０  レーザー測距装置
６０  構造光投射装置
７０  データ収集装置
７１  運動制御モジュール
７２  画像収集モジュール
【図１】
2019537399.tif 000003
【図２】
2019537399.tif 000004
【図３】
2019537399.tif 000005
【図４】
2019537399.tif 000006
【図５】
2019537399.tif 000007
【図６】
2019537399.tif 000008
【図７】
2019537399.tif 000009
【図８】
2019537399.tif 000010
【図９】
2019537399.tif 000011
【図１０】
2019537399.tif 000012
2019537399.tif 000013
【図１１】
2019537399.tif 000014
【図１２】
2019537399.tif 000015
【国際調査報告】
2019537399.tif 000016
2019537399.tif 000017
2019537399.tif 000018
2019537399.tif 000019
2019537399.tif 000020
2019537399.tif 000021